Titel

Wischeranlagen-Gelenkstange sowie Verfahren zum Herstellen einer Wischeranlagen-Gelenkstange

Die Erfindung betrifft eine Wischeranlagen-Gelenkstange und ein Verfahren zum Herstellen einer Wischeranlagen-Gelenkstange für eine Scheibenwischvor- richtung oder eine Wischeranlage eines Fortbewegungsmittels. Ferner betrifft die Erfindung eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.

Stand der Technik

Mechanische Übertragungs-Einrichtungen für Scheibenwischvorrichtungen oder deren Wischeranlagen besitzen eine oder eine Mehrzahl von Gelenkstangen - so genannte Wischeranlagen-Gelenkstangen - mit daran vorgesehenen Gelenkeinrichtungen, die beispielsweise jeweils Kugelschalen als eigentliche Gelenkeinrichtungen aufweisen. Eine in eine Gelenkstange integrierte Kugelschale wird im Stand der Technik in die Gelenkstange eingespritzt. Hierfür muss die vergleichsweise lange Gelenkstange in ein Kunststoff-Spritzwerkzeug eingelegt werden. Die Gelenkstange selbst ist dabei eine aus einem Blech gestanzte, geprägte und ggf. gebogene Stange mit einem U-Profil. Siehe hierzu die Fig. 1 und 2 der Zeichnung. Bekannt sind ferner Rohrgelenkstangen, bei welchen ein jeweiliger Längsendabschnitt plattgedrückt, ein Loch in den jeweiligen Längsendabschnitt eingestanzt und eine Kugelschale aus Kunststoff in das jeweilige Loch eingespritzt wird. In der jeweiligen Kugelschale ist im späteren Einsatz der betreffenden Scheibenwischvorrichtung ein Kugelbolzen gelenkig aufgenommen. Insbesondere problematisch ist eine komplizierte und somit teure Handhabung der Gelenkstange beim Spritzgießen; einerseits muss das Spritzgusswerkzeug vergleichsweise groß sein, andererseits ist das Einlegen der eigentlichen Gelenkstange in das Spritzgusswerkzeug nicht einfach zu handhaben und somit zeit- und kostenaufwändig. Gelenkstangen aus Blech haben den Nachteil, dass sie zunächst gestanzt, geprägt, gebogen und entgratet werden müssen. Bei Rohrgelenkstangen ist das Plattdrücken des jeweiligen Kopfendes sowie das Stanzen der Löcher für die einzuspritzenden Kugelschalen problematisch. Ferner ist es bei beiden Varianten aus Gründen einer späteren mechanischen Haltbarkeit der Gelenkstangen nicht empfehlenswert, eine Kugelschale einzuspritzen, deren Kugelmittelpunkt nicht in einer Ebene einer Ausstanzung der Gelenkstange liegt. Sollen also die Kugelmittelpunkte zweier Kugelschalen nicht in einer Ebene der betreffenden Gelenkstange liegen, so muss diese zwangsläufig einen Knick, eine Stufe oder einen Bogen aufweisen.

Aufgabenstellung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Wischeranlagen-Gelenkstan- ge für eine Scheibenwischvorrichtung bzw. eine Wischeranlage eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben. Eine mechanische Verbindung zwischen der Gelenkstange und deren Gelenkeinrichtungen soll dabei einfach aufgebaut sein und bei kleinen Abmessungen robust und kostengünstig eingerichtet werden können. Hierbei soll gemäß der Erfindung auf ein teures Spritzgussverfahren mit einem Einlegen der eigentlichen Gelenkstange verzichtet werden können. Darüber hinaus sollen sich gemäß der Erfindung größere Freiheitsgrade beim Auslegen einer Gelenkstange ergeben. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, anzugeben.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird mittels einer Wischeranlagen-Gelenkstange und durch ein Verfahren zum Herstellen einer Wischeranlagen-Gelenkstange für eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 2; und mittels einer Scheibenwischvorrichtung oder einer Wischeranlage für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Wischeranlagen-Gelenkstange weist ein Rohr und eine Gelenkeinrichtung auf, wobei das Rohr und die Gelenkeinrichtung formschlüssig und/oder mittels einer Crimpung aneinander festgelegt sind. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Rohr und eine Gelenkeinrichtung der Wischeranlagen- Gelenkstange formschlüssig und/oder durch Crimpen aneinander festgelegt. Die erfindungsgemäße Scheibenwischvorrichtung bzw. die erfindungsgemäße Wischeranlage weist eine erfindungsgemäße Gelenkstange oder eine erfindungsgemäß hergestellte Gelenkstange auf. Bei dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren wird zunächst in einem ggf. vorbereitenden Schritt das Rohr zunächst auf eine bestimmte Länge abgelängt bzw. abgeschnitten, insbesondere abgesägt. In einem zeitlich darauf folgenden Schritt werden eine oder zwei Gelenkeinrichtungen in ein jeweiliges freies, offenes Ende des Rohrs eingesteckt, wobei in einem zeitlichen Anschluss daran die betreffende Gelenkeinrichtung am Rohr durch Crimpen festgelegt wird.

Im Folgenden ist statt von einer Wischeranlagen-Gelenkstange nur noch von einer Gelenkstange die Rede. - In Ausführungsformen der Erfindung kann bezüglich einer Verlängerung einer Mittelachse des Rohrs, ein Gelenkmittelpunkt der Gelenkeinrichtung in der Verlängerung der Mittelachse oder versetzt zur Verlängerung der Mittelachse angeordnet sein. Für den Fall von zwei Gelenkeinrichtungen können die Gelenkachsen der beiden Gelenkeinrichtungen zueinander parallel oder zueinander windschief angeordnet sein. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist die Gelenkeinrichtung einen Crimpformabschnitt und das Rohr einen Crimpabschnitt auf. Der Crimpabschnitt des Rohrs ist bzw. wird dabei auf den Crimpformabschnitt der Gelenkeinrichtung aufgesteckt; und der Crimpabschnitt ist mittels eines Crimpstempels oder einer Magnetpulscrimpung auf den Crimpabschnitt gecrimpt, bzw. wird durch einen Crimpstempel oder Magnetpulscrimpen auf den Crimpabschnitt gecrimpt. Gemäß der Erfindung kann die Gelenkeinrichtung einen Anschlag derart aufweisen, dass der Anschlag eine Hineinbewegung des Crimpformabschnitts in den Crimpabschnitt stoppt. Bevorzugt ist der Anschlag als ein am Crimpformabschnitt wenigstens teilweise umlaufender Bund ausgebildet, wobei ein Außendurchmesser des Bunds größer ist, als ein Innendurchmesser des Rohrs. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Gelenkeinrichtung der Gelenkstange einstückig, insbesondere stofflich einstückig, oder bevorzugt integral ausgebildet, wobei die Gelenkeinrichtung bevorzugt aus einem Kunststoff-Werkstoff besteht. Dies kann auch auf das Rohr der Gelenkstange zutreffen, wobei das Rohr jedoch bevorzugt aus einem Metall-Werkstoff, insbesondere einem Leichtmetall-Werkstoff, bevorzugt einen Aluminium-Werkstoff, besteht. Hierbei ist das Rohr bevor- zugt ein herkömmliches bzw. handelsübliches Rohr, dessen Querschnitt bevorzugt kreisförmig, ellipsenförmig oder mehreckig, insbesondere quadratisch oder rechteckig, ist.

Ein, mehrere oder im Wesentlichen alle Querschnitte einer einzelnen

Crimpausnehmung des Crimpformabschnitts der Gelenkeinrichtung verlaufen im

Wesentlichen radial von innen nach außen; weiten sich in Radialrichtung von innen nach außen auf; besitzen keine parallelen Begrenzungslinien, d. h. diese nehmen einen Winkel zueinander ein; weisen eine oder eine Mehrzahl von abgerundeten Kanten bzw. Ränder auf; sind in einer beliebigen Umfangs- und/oder Radialrichtung hinterschneidungsfrei ausgebildet; sind im Wesentlichen wenigstens teilweise segment- und/oder sektorförmig; und/oder sind untereinander identisch, wobei sich ihre Lage in einer Längserstreckung des Crimpformabschnitts bevorzugt nicht ändert. Gemäß der Erfindung ist die Gelenkstange als eine Rohrgelenkstange ausgebildet, die einen Knick, eine Stufe oder einen Bogen aufweisen kann. Bevorzugt besitzt das Rohr, abgesehen von einem Knick, zeitlich vor dem Crimpen im Wesentlichen in allen seinen Querschnitten hauptsächlich oder im Wesentlichen identische Querschnitte. Zeitlich nach dem Crimpen bildet die oder eine jeweilige Gelenkeinrichtung ein freies Ende oder einen freien Endabschnitt der Gelenkstange. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besitzt eine Gelenkeinrichtung eine Kugelschale, die an einer Seite offen ist. Ferner kann auch eine an zwei Seiten offene Kugelschale als Gelenkeinrichtung angewendet werden. Darüber hinaus kann die Gelenkeinrichtung ein Gelenkbolzen sein. Und in bevor- zugten Ausführungsformen der Erfindung ist eine Crimpausnehmung des Crimpformabschnitts der Gelenkeinrichtung als eine Vertiefung oder eine Crimptasche ausgebildet.

Gemäß der Erfindung ergeben sich größere Freiheitsgrade beim Auslegen einer Gelenkstange und es kann ein signifikanter Kostenvorteil gegenüber herkömmlichen Gelenkstangen erzielt werden. - Da eine mechanische Verbindung zwischen der eigentlichen Gelenkstange und einer Gelenkeinrichtung robust aufgebaut ist, ist es möglich, einen Gelenkmittelpunkt der Gelenkeinrichtung versetzt zur Verlängerung der Mittelachse der eigentlichen Gelenkstange vorzusehen. Hierdurch ergibt sich ein großer konstruktiver Freiraum für Gelenkstangen. Ferner ist die mechanische Verbindung zwischen der eigentlichen Gelenkstange und der betreffenden Gelenkeinrichtung einfach aufgebaut, wobei kleine Abmessungen realisierbar sind.

Der signifikante Kostenvorteil ergibt sich dadurch, dass die Gelenkeinrichtung kostengünstig durch ein Mehrfach-Spritzguss-Werkzeug herstellbar sind, wobei ein Einlegen der Gelenkstangen in ein Spritzguss-Werkzeug nicht mehr notwendig ist. Hierbei kann als eigentliche Gelenkstange ein Rohrstück als kostengünstige Meterware bezogen werden, wobei nur noch ein Abläng-Prozess, wie z. B. Sägen notwendig ist. Es ist kein Umbiegen eines Blechs in ein U-Profil mehr notwendig. Ferner wird bei gleicher mechanischer Belastbarkeit ein deutlicher Gewichtsvorteil von mehr als 25% erzielt. Die erfindungsgemäße Gelenkstange ist somit ein Leichtbauteil. Darüber hinaus sind keine Werkzeugkosten bei zusätzlichen Längenvarianten notwendig, da eine Varianz in der Länge der Gelenkstangen ausschließlich mittels unterschiedlich abgelängter Rohrstücke abgebildet werden kann.

Kurzbeschreibung der Figuren

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In den Figuren der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in einer seitlichen Perspektivansicht eine Wischeranlage gemäß dem Stand der Technik für eine Scheibenwischvorrichtung eines Kraftfahrzeugs; Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung eine Wischeranlagen-Gelenkstange gemäß dem Stand der Technik für die Wischeranlage aus Fig. 1 ;

Fig. 3 in einer seitlichen Perspektivansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wischeranlagen-Gelenkstange;

Fig. 4 in einer zur Fig. 3 analogen Ansicht, eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wischeranlagen-Gelenkstange; und

Fig. 5 einen Crimpformabschnitt einer erfindungsgemäßen Gelenkeinrichtung für eine Wischeranlagen-Gelenkstange.

Ausführungsformen der Erfindung

Eine in Fig. 1 dargestellte, herkömmliche Wischeranlage 1 für eine Scheibenwischvornchtung (in der Zeichnung nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs um- fasst eine mechanische Übertragungs-Einrichtung mit einer oder einer Mehrzahl von Wischeranlagen-Gelenkstangen 10, nachfolgend als Gelenkstangen 10 bezeichnet. Eine Gelenkstange 10 dient einer Übertragung einer Drehbewegung einer Antriebskurbel 20 der Wischeranlage 1 oder einer Schwenkbewegung eines anderen Gestängeteils der Wischeranlage 1 in eine Schwenkbewegung für Wischerblätter (in der Zeichnung nicht dargestellt) der Scheibenwischvornchtung. Ein solches anderes Gestängeteil kann wiederum eine Gelenkstange 10, eine Antriebsschwinge 30 (siehe Fig. 1 ) oder eine andere Übertragungsstange der Wischeranlage 1 sein.

Eine bevorzugt zentrale Wischerkomponente 40 der Wischeranlage 1 ist ein den Gegebenheiten des betreffenden Kraftfahrzeugs entsprechend angepasstes Trägerrohr 40, mittels welchem die anderen Wischerkomponenten 50, 60 wenigstens teilweise gehaltert bzw. an dieses mechanisch angebunden sind. Solche Wischerkomponenten 50, 60 sind beispielsweise eine Lagereinrichtung 50, z. B. ein Wischerlager 50 (rechts und links des Trägerrohrs 40 in Fig. 1 ), sowie ein elektrischer Antriebsmotor 60. Der elektrische Antriebsmotor 60 ist vorliegend in einem Mittenabschnitt des Trägerrohrs 40 an dieses mittels eines Halters geklemmt. Das Trägerrohr 40 kann viele unterschiedliche Aufgaben für die Scheibenwischvornchtung erfüllen, oder kann in manchen Ausführungsformen obsolet sein. Der ggf. mit einem Getriebe versehene, am Trägerrohr 40 montierte elektrische Antriebsmotor 60 treibt in seinem Betrieb die Abtriebskurbel 20 an, welche über eine Gelenkstange 10 einerseits eine Antriebsschwinge 30 eines Wischerlagers 50 und andererseits eine zweite Gelenkstange 10 antreibt. Die zweite Gelenkstange 10 treibt wiederum eine zweite Antriebsschwinge 30 eines zweiten Wischerlagers 50 an. Eine Vielzahl anderer möglicher Konfigurationen für Wischeranlagen 1 sind natürlich möglich. Wie eingangs schon erwähnt, sind die im Stand der Technik verbauten Gelenkstangen 10 (siehe Fig. 2) aus einem Blech gestanzt und zurechtgebogen, wobei die Gelenkstangen 10 in einem Mittenabschnitt ein u-förmiges Profil besitzen. An einem jeweiligen Längsendabschnitt ist in ein dort in der Gelenkstange 10 befindliches Loch eine Gelenkeinrichtung 1 10, 120 eingespritzt. Vorliegend weist die Gelenkeinrichtung 1 10 eine geschlossene Kugelschale und die Gelenkeinrichtung 120 eine offene Kugelschale auf.

Gemäß der Erfindung ist die Gelenkstange 10 als Rohrgelenkstange 10 ausgebildet, wobei in ein Rohr 100 der Gelenkstange 10 wenigstens an einem freien Ende eine Gelenkeinrichtung 1 10, 120 eingesetzt wird, wobei das Rohr 100 und die betreffende Gelenkeinrichtung 1 10, 120 miteinander vercrimpt werden. Eine Gelenkeinrichtung 1 10, 120 kann dabei als eine Lagereinrichtung, insbesondere als eine Kugelschale ausgebildet sein. Dabei kann die Kugelschale geschlossen bzw. teilweise geschlossen sein, was in der Fig. 3 links und in der Fig. 4 rechts und links an der jeweiligen Gelenkstange 10 dargestellt ist. Ferner kann die Kugelschale offen bzw. an zwei Seiten offen ausgebildet sein, was in der Fig. 3 rechts dargestellt ist. Hierbei soll eine Schale einen Bereich oder einen Abschnitt einer Kugelfläche aufweisen. Ferner kann die Gelenkeinrichtung 1 10, 120 als ein Gelenkbolzen, z. B. ein Kugelbolzen ausgebildet sein (in der Zeichnung nicht dargestellt).

Die jeweilige Gelenkeinrichtung 1 10, 120 weist einen Crimpformabschnitt 1 12, 122 auf, der wenigstens einen, jedoch bevorzugt eine gerade Mehrzahl von Crimpausnehmungen 1 14, 124 aufweist (siehe Fig. 3), die z. B. als Vertiefungen 1 14, 124 oder Crimptaschen 1 14, 124 ausgebildet sein können. Bei einer Montage der jeweiligen Gelenkeinrichtung 1 10, 120 am/im Rohr 100 werden die jeweiligen Crimpformabschnitte 1 12, 122 bis zu einem Absatz 1 16, 126 bzw. Bund 1 16, 126 in ein betreffendes freies Ende des Rohrs 100 eingeschoben. Der jeweilige Absatz 1 16, 126 begrenzt eine Hineinbewegung des jeweiligen Crimpformabschnitts 1 12, 122, da dieser eine größere Außenabmessung besitzt, als das Rohr 100. In einem zeitlichen Anschluss daran wird ein jeweiliger Crimpabschnitt 102 des Rohrs 100 mit Crimpkerben 104 versehen, die in die Crimpausnehmungen 1 14, 124 der jeweiligen Crimpformabschnitte 1 12, 122 hineinstehen. Dies kann mittels eines mechanischen Crimpwerkzeugs, einem so genannten Crimpstempel, oder mittels einer Magnetpulscrimpung erfolgen.

Ein jeweiliger Gelenkmittelpunkt der Gelenkeinrichtung 1 10, 120, insbesondere ein jeweiliger Kugelmittelpunkt der jeweils eine Kugelschale aufweisenden Gelenkeinrichtungen 1 10, 120, muss nicht, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, in einer Verlängerung einer Mittelachse des Rohrs 100 liegen, sondern kann bezüglich der Mittelachse des Rohrs 100 versetzt angeordnet sein (in der Zeichnung nicht dargestellt). D. h. der betreffende Kugelmittelpunkt besitzt wenigstens einen radialen Versatz bezüglich der Mittelachse des Rohrs 100. Auch ein axialer Versatz ist, ggf. zusätzlich, mittels einer betreffenden Gelenkeinrichtung 1 10, 120 realisierbar. Ferner können die Gelenkeinrichtungen 1 10, 120, insbesondere die beiden Kugelschalen 1 10, 120, zueinander verschränkt sein, d. h. die Winkel für die zu führenden Kugelbolzen weisen einen Versatz um die Mittelachse des Rohrs 100 auf. Ferner kann das Rohr 100 einen oder eine Mehrzahl von Knicken, Stufen, Biegungen oder Bögen aufweisen.

Die einzelnen Kugelschalen 1 10, 120 können nur auf einer Seite eine Öffnung für einen Kugelzapfen (in der Zeichnung nicht dargestellt) aufweisen oder beidseitig offen sein. Ferner ist eine Kombination einer einseitig offenen Kugelschale 1 10 mit einer beidseitig offenen Kugelschale 120 möglich. Siehe auch oben. Die Crimpausnehmungen 1 14, 124 können oben, unten und/oder seitlich vorgesehen sein. Siehe Fig. 5 die oben und seitlich jeweils zwei in Längsrichtung des

Crimpformabschnitts 1 14, 124 angeordnete Crimpausnehmungen 1 14, 124 zeigt. An den nicht sichtbaren Seiten (also unten und seitlich hinten) sind bevorzugt analog jeweils zwei in Längsrichtung des Crimpformabschnitts 1 14, 124 angeordnete Crimpausnehmungen 1 14, 124 vorgesehen, sodass insgesamt acht Crimpausnehmungen 1 14, 124 vorgesehen sind.

Eine Anzahl der Crimpausnehmungen 1 14, 124 kann einer mechanischen Belastung angepasst sein, d. h. es können insgesamt, auf zwei, bevorzugt einander gegenüberliegenden Seiten oder je Seite eine, zwei oder eine Mehrzahl von Crimpausnehmungen 1 14, 124 vorgesehen sein. D. h. es befinden sich insgesamt zwei, vier, sechs, acht oder eine Vielzahl von Crimpausnehmungen 1 14, 124 in einem einzelnen Crimpformabschnitt 1 12, 122 einer einzelnen Gelenkeinrichtung 1 10, 120. Die Crimpausnehmungen 1 14, 124 können eine im Wesentlichen längliche, ovale, elliptische oder kreisrunde Grundform besitzen.

Maßgeblich für die Erfindung ist eine Gelenkstange 10 bestehend aus einem Rohrstück 100 und zwei Kugelschalen 1 10, 120 bzw. zwei jeweils eine Kugelschale aufweisenden Gelenkeinrichtungen 1 10, 120. Das Rohrstück 100 wird dabei auf eine gewünschte Länge abgeschnitten und weist bevorzugt keine anderen Einprägungen auf. Die Kugelschalen 1 10, 120 werden teilweise in das Rohr 100 gesteckt und mittels eines Crimpverfahrens miteinander bzw. jeweils mit dem Rohr 100 mechanisch fest und verdrehsicher verbunden. Die Kugelschalen 1 10, 120 weisen dabei bevorzugt einen Anschlag 1 16, 126 auf, um ein zu weites Einschieben in das Rohr 100 zu verhindern. Des Weiteren weisen die Kugelschalen 1 10, 120 im jeweiligen Crimpformabschnitt 1 12, 122 Vertiefungen 1 14, 124 auf, in welche die Crimptempel zusammen mit einem jeweiligen Bereich des Rohrs 100 bei einem Fügeprozess einfahren können. Beim Fügeprozess wird das Rohr 100 durch Crimpstempel im betreffenden Crimpabschnitt 102 derart plastisch verformt, dass das Rohr 100 in die Vertiefungen 1 14, 124 eingedrückt wird und somit ein Formschluss zwischen dem Rohr 100 und den Kugelschalen 1 10, 120 bzw. deren Crimpformabschnitte 1 12, 122 entsteht.